2024-2025学年河北省承德市高三（上）期末物理试卷(含详细答案解析)

这是一份2024-2025学年河北省承德市高三（上）期末物理试卷(含详细答案解析)，共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）（2024秋•承德期末）放射性元素钍广泛分布在地壳中，通常以化合物的形式存在于矿物内，天然钍232经过中子轰击可得到铀233，因此钍232是一种前景十分可观的能源材料。天然钍232的衰变方程为Th→RnHee，下列判断正确的是（ ）
A．m＝2，n＝3B．m＝3，n＝2C．m＝2，n＝2D．m＝3，n＝3
2．（4分）（2024秋•承德期末）用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹消失
B．中央条纹变成蓝色
C．中央条纹变成暗条纹
D．彩色条纹中的蓝色条纹消失
3．（4分）（2024秋•承德期末）如图所示，从水平地面上的P点同时抛出两个小球A、B，两小球分别落在地面上的M、N两点，两小球上升的最大高度相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两小球同时着地
B．两小球在最高点时的速度相同
C．两小球着地时的速度大小相等
D．小球A着地时的速度比小球B着地时的速度大
4．（4分）（2024秋•承德期末）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），极板间的P点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把上极板缓慢向下平移少许后，下列说法正确的是（ ）
A．电容器所带的电荷量减小
B．点电荷受到的电场力减小
C．P点的电势降低
D．点电荷的电势能减小
5．（4分）（2025•安徽模拟）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚传到平衡位置在x＝5m的质点P处，波形图如图所示，之后质点P连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.1s，质点Q（图中未画出）的平衡位置位于x＝9m处。下列说法正确的是（ ）
A．此列波的传播速度为10m/s
B．t＝0.2s时，质点P运动到质点Q的位置
C．t＝0.25s时，质点Q第一次到达波谷位置
D．当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P已通过的路程为35cm
6．（4分）（2025•江西模拟）表面涂有特殊材料的木板右端设有挡板，一根轻质弹簧右端固定在挡板上，可视为质点的滑块压缩弹簧后被锁定，滑块与弹簧左端不拴接。若木板水平固定（如图甲所示），突然解除锁定，滑块与弹簧分离后沿木板做匀减速直线运动并恰好能到达木板的左端；若将木板左端抬高，使木板与水平方向成θ角并固定（如图乙所示），突然解除锁定，滑块也恰好能到达木板的左端。则滑块与木板间的动摩擦因数为（ ）
A．tanθB．C．D．
7．（4分）（2024秋•承德期末）如图所示，半径分别为3L和4L的圆形区域Ⅰ和Ⅱ相切于P点，在区域Ⅱ中存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，P处的粒子源在极短时间内，均匀地向纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，所有带电粒子的初速度大小均相同，最后离开区域Ⅰ的带电粒子离开区域Ⅱ时的位置离P点最远，则带电粒子的初速度大小为（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
（多选）8．（6分）（2024秋•承德期末）2024年12月16日，我国在文昌航天发射场使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级，成功将卫星互联网低轨01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定圆轨道，发射任务获得圆满成功。卫星互联网低轨01组卫星为用户提供大带宽、低时延、高质量、高安全性的全球覆盖卫星互联网服务，下列说法正确的是（ ）
A．卫星互联网低轨01组卫星的加速度保持不变
B．卫星互联网低轨01组卫星的环绕速度大于第一宇宙速度
C．卫星互联网低轨01组卫星的周期小于同步轨道卫星的周期
D．卫星互联网低轨01组卫星的角速度大于同步轨道卫星的角速度
（多选）9．（6分）（2024秋•承德期末）如图所示，理想自耦变压器输入端A、B接正弦交变电压，其有效值不变，副线圈有一滑动变阻器R。起初滑片P1处于线圈的中点位置，滑片P2处于滑动变阻器R的中点位置，要使自耦变压器的输入功率增大，下列措施可行的是（ ）
A．仅向上移动滑片P1B．仅向下移动滑片P1
C．仅向上移动滑片P2D．仅向下移动滑片P2
（多选）10．（6分）（2024秋•承德期末）如图甲所示，薄木板静置于水平地面上，木板右端放置一可看成质点的物块。t＝0时，对木板施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下，物块和木板发生相对滑动，t＝2s时，撤去F，物块和木板共速时恰好从木板右端掉落，整个过程中木板的v﹣t图像如图乙所示。已知木板的质量为0.6kg，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．木板的长度为2m
B．木板与地面间的动摩擦因数为0.2
C．物块与木板间的动摩擦因数为0.4
D．拉力大小F＝3.3N
三、非选择题：共54分。
11．（6分）（2024秋•承德期末）某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验的装置如图甲所示。
（1）本实验中打点计时器的电源配置应选用 。
A.6V～8V交流电
B.220V交流电
（2）用天平测得小车的质量M＝0.45kg，钩码的质量m＝0.05kg，保持木板水平，先接通电源，再释放小车，打点计时器打出的纸带如图乙所示，相邻两个计数点间的距离已在图乙中标出，每两个相邻计数点间还有四个计时点未画出。已知交流电源的频率为50Hz，当地重力加速度大小g＝9.8m/s2，则小车的加速度大小a＝ m/s2，小车运动过程中受到的阻力大小f＝ N。（计算结果均保留两位有效数字）
12．（10分）（2024秋•承德期末）为了测量铅蓄电池的电动势E和内阻r，某同学用如下实验器材设计了如图甲所示的电路。
A.待测铅蓄电池E；
B.电压表V（内阻很大）；
C.电阻箱R；
D.开关一个，导线若干。
（1）根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中的实物连线。
（2）闭合开关S，当电阻箱的阻值为R时，记录电压表V的示数U。
（3）改变电阻箱的阻值R，重复（2）中步骤，得到多组R、U数据。
（4）以为纵坐标、为横坐标作出图像，描点得到一条斜率为k、纵截距为b的直线，则该铅蓄电池的电动势E＝ ，内阻r＝ 。
（5）该实验测得的电动势 真实值，测得的内阻 真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”）
13．（8分）（2024秋•承德期末）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段理想气体。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体柱的长度分别为l1＝15.0cm、l2＝10.0cm，如图甲所示；现将U形管沿纸面缓慢旋转180°，使U形管两端竖直朝下，此时左、右两边气体柱的长度分别为l2'＝9.0cm、l1'＝16.0cm，如图乙所示。已知旋转过程中封闭气体的温度不变，求图乙中右边玻璃管中封闭气体的压强p1。
14．（14分）（2024秋•承德期末）如图所示，水平地面上有两辆质量均为m的手推车，人在极短时间内给第一辆手推车一水平冲量使其向右运动，当手推车运动了距离L时与第二辆手推车相碰，两辆手推车以共同速度继续运动了距离L时停止。已知手推车在运动时受到的阻力恒为车重的k倍，两辆手推车仅在碰撞时发生相互作用，且碰撞时间极短，重力加速度大小为g，求：
（1）两辆手推车碰撞时损失的能量E；
（2）人对第一辆手推车的冲量大小I。
15．（16分）（2024秋•承德期末）电磁炮的工作原理可简化为如图所示的电路：间距为L的固定水平平行金属导轨PQ、P'Q'间存在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，轨道左端接一电动势为E、内阻为r的直流电源，将一质量为m的金属棒从导轨上距导轨右端d处由静止释放，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒离开导轨前已达到最大速度。
电路中除电源内阻r以外的电阻均不计，忽略所有摩擦。求：
（1）金属棒的最大速度vm。
（2）电源产生的焦耳热Q热。
（3）金属棒在导轨上运动的时间t。
2024-2025学年河北省承德市高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
二．多选题（共3小题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（4分）（2024秋•承德期末）放射性元素钍广泛分布在地壳中，通常以化合物的形式存在于矿物内，天然钍232经过中子轰击可得到铀233，因此钍232是一种前景十分可观的能源材料。天然钍232的衰变方程为Th→RnHee，下列判断正确的是（ ）
A．m＝2，n＝3B．m＝3，n＝2C．m＝2，n＝2D．m＝3，n＝3
【答案】B
【分析】根据质量数和电荷数守恒列式求解。
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，有232﹣220＝4m，90﹣86＝2m﹣n，解得m＝3，n＝2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
2．（4分）（2024秋•承德期末）用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹消失
B．中央条纹变成蓝色
C．中央条纹变成暗条纹
D．彩色条纹中的蓝色条纹消失
【答案】B
【分析】根据用自然光做干涉实验中央形成白色的亮条纹和用蓝光做干涉实验中央形成蓝色的亮条纹判断。
【解答】解：当用自然光做干涉实验时，频率相同的色光相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹。在光源与单缝之间加上蓝色滤光片后，只有蓝光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成蓝色干涉条纹，中央条纹变成蓝色。故B正确，ACD错误。
故选：B。
3．（4分）（2024秋•承德期末）如图所示，从水平地面上的P点同时抛出两个小球A、B，两小球分别落在地面上的M、N两点，两小球上升的最大高度相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两小球同时着地
B．两小球在最高点时的速度相同
C．两小球着地时的速度大小相等
D．小球A着地时的速度比小球B着地时的速度大
【答案】A
【分析】根据，比较时间；
根据射程和时间，比较最高点速度大小；
根据速度合成，分析两球着地速度大小。
【解答】A．竖直方向根据可知，两小球飞行的时间相等，故两小球同时着地，故A正确；
B．两小球飞行的时间相等，由于小球B的射程更大，因此小球B在最高点的速度比小球A在最高点的速度大，故B错误；
CD．两小球着地时在竖直方向的速度相等，而小球B在水平方向的速度更大，根据速度合成规律，故小球B在着地时的速度更大，故CD错误。
故选：A。
4．（4分）（2024秋•承德期末）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），极板间的P点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把上极板缓慢向下平移少许后，下列说法正确的是（ ）
A．电容器所带的电荷量减小
B．点电荷受到的电场力减小
C．P点的电势降低
D．点电荷的电势能减小
【答案】D
【分析】把上极板缓慢向下平移少许后，两板间的距离减小，根据平行板电容器的电容决定式分析电容的变化，结合电容器的电压不变，根据电容的定义式C分析电容器所带电荷量的变化；根据场强公式E分析板间场强的变化，再判断点电荷受到的电场力的变化；根据公式U＝Ed分析P点与下极板间电势差的变化，再判断P点电势的变化，进而判断出点电荷的电势能的变化。
【解答】解：A、将上极板向下平移后两极板间距d减小，根据平行板电容器的电容决定式可知，容则C增大，而电容器的电压U不变，根据电容的定义式C可知，电容器所带的电荷量Q增大，故A错误；
B、电容器的电压U不变，板间距离d减小，根据知，两极板间的电场强度E增大，点电荷受到的电场力F＝qE变大，故B错误；
C、因为P点所在位置到下极板的距离不变，且下极板的电势为零，且两极板间的电场强度E增大，根据UP下＝EdP下＝φP，可知P点所在位置的电势升高，故C错误；
D、点电荷的电势能为Ep＝φq，由于点电荷带负电，P点所在位置的电势升高，因此点电荷的电势能减小，故D正确。
故选：D。
5．（4分）（2025•安徽模拟）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚传到平衡位置在x＝5m的质点P处，波形图如图所示，之后质点P连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.1s，质点Q（图中未画出）的平衡位置位于x＝9m处。下列说法正确的是（ ）
A．此列波的传播速度为10m/s
B．t＝0.2s时，质点P运动到质点Q的位置
C．t＝0.25s时，质点Q第一次到达波谷位置
D．当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P已通过的路程为35cm
【答案】D
【分析】质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为0.1s，据此可以求出周期，读出波长，再求波速；在波的传播过程中，质点不向前移动；根据质点Q振动时间与周期的关系确定其位置；质点在一个周期内通过的路程为4A，根据时间与周期的倍数求质点P通过的路程。
【解答】解：A，已知质点P连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.1s，则T＝0.1s，得T＝0.2s
由图可知λ＝4m，则波速为vm/s＝20m/s，故A错误；
B、简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各个质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波发生迁移，故B错误；
C、由题图知，质点P刚开始振动的方向沿y轴正方向，则质点Q刚开始振动的方向也沿y轴正方向，波从质点P传播到质点Q所用的时间tPQs＝0.2s
则t＝0.25s时，质点Q已经振动了，质点Q第一次到达波峰位置，故C错误；
D、当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P已振动的时间为，由于质点在一个周期内振动的路程为四个振幅，所以当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P已通过的路程为s＝7A＝7×5cm＝35cm，故D正确。
故选：D。
6．（4分）（2025•江西模拟）表面涂有特殊材料的木板右端设有挡板，一根轻质弹簧右端固定在挡板上，可视为质点的滑块压缩弹簧后被锁定，滑块与弹簧左端不拴接。若木板水平固定（如图甲所示），突然解除锁定，滑块与弹簧分离后沿木板做匀减速直线运动并恰好能到达木板的左端；若将木板左端抬高，使木板与水平方向成θ角并固定（如图乙所示），突然解除锁定，滑块也恰好能到达木板的左端。则滑块与木板间的动摩擦因数为（ ）
A．tanθB．C．D．
【答案】D
【分析】甲图根据能量守恒定律列式；对乙图根据能量守恒定律列式，再联立求解。
【解答】解：设锁定时滑块到木板左端的长度为L，当木板按题图甲水平固定时，根据能量守恒定律有
Ep＝μmgL
图乙，根据能量守恒定律有Ep＝μmgLcsθ+mgLsinθ
联立解得
故D正确，ABC错误。
故选：D。
7．（4分）（2024秋•承德期末）如图所示，半径分别为3L和4L的圆形区域Ⅰ和Ⅱ相切于P点，在区域Ⅱ中存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，P处的粒子源在极短时间内，均匀地向纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，所有带电粒子的初速度大小均相同，最后离开区域Ⅰ的带电粒子离开区域Ⅱ时的位置离P点最远，则带电粒子的初速度大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径由洛伦兹力提供向心力决定。要使离开区域Ⅰ的粒子最终离开区域Ⅱ时离P点最远，需找到满足条件的临界轨迹。根据几何关系，粒子轨迹需与区域Ⅰ和Ⅱ的边界相切，并结合两圆半径关系可求出轨迹半径。将半径代入圆周运动公式即可得到初速度大小。
【解答】解：根据题意，最后离开区域Ⅰ的带电粒子离开区域Ⅱ时的位置离P点最远，若粒子运动的轨道半径小于3L，则粒子运动的最长时间为在区域Ⅰ内运动一个周期，无法进入区域Ⅱ，则粒子的运动的轨道大于3L，即在区域Ⅰ内运动轨迹对应的弦为区域Ⅰ的直径，而离开Ⅱ时距离P点最远，则离开区域Ⅱ处的点与P点的连线为轨迹的直径，粒子运动轨迹如下图所示
由圆的相关知识可知BA⊥PA，则
根据几何关系可得粒子轨迹半径
根据牛顿第二定律有
解得
故ABD错误，C正确。
故选：C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
（多选）8．（6分）（2024秋•承德期末）2024年12月16日，我国在文昌航天发射场使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级，成功将卫星互联网低轨01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定圆轨道，发射任务获得圆满成功。卫星互联网低轨01组卫星为用户提供大带宽、低时延、高质量、高安全性的全球覆盖卫星互联网服务，下列说法正确的是（ ）
A．卫星互联网低轨01组卫星的加速度保持不变
B．卫星互联网低轨01组卫星的环绕速度大于第一宇宙速度
C．卫星互联网低轨01组卫星的周期小于同步轨道卫星的周期
D．卫星互联网低轨01组卫星的角速度大于同步轨道卫星的角速度
【答案】CD
【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列方程，得到各个量的表达式，再进行分析。
【解答】解：A、卫星互联网低轨01组卫星的加速度方向指向地心，不断变化，故A错误；
B、第一宇宙速度为最大环绕速度和最小发射速度，所以卫星互联网低轨01组卫星的环绕速度小于第一宇宙速度，故B错误；
CD、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得，
解得，则卫星互联网低轨01组卫星的周期小于同步轨道卫星的周期，
根据可知卫星互联网低轨01组卫星的角速度大于同步轨道卫星的角速度，故CD正确。
故选：CD。
（多选）9．（6分）（2024秋•承德期末）如图所示，理想自耦变压器输入端A、B接正弦交变电压，其有效值不变，副线圈有一滑动变阻器R。起初滑片P1处于线圈的中点位置，滑片P2处于滑动变阻器R的中点位置，要使自耦变压器的输入功率增大，下列措施可行的是（ ）
A．仅向上移动滑片P1B．仅向下移动滑片P1
C．仅向上移动滑片P2D．仅向下移动滑片P2
【答案】BD
【分析】题目分析自耦变压器电路，输入电压有效值恒定，需通过调整滑片位置使输入功率增大。输入功率由输入电压和输入电流决定，在理想变压器中等于输出功率。输出功率取决于副线圈电压和副线圈负载电阻。滑片P1移动改变原副线圈匝数比，从而改变副线圈输出电压；滑片P2移动改变负载电阻接入电路的阻值。分析需明确移动方向对输出电压或负载电阻的影响，进而判断输出功率变化，最终确定输入功率是否增大。
【解答】解：A、若仅向下移动滑片P1，则滑动变阻器R两端的电压升高，变压器的输入功率增大，故A错误；
B、若仅向下移动滑片P1，则滑动变阻器R两端的电压升高，变压器的输入功率增大，故B正确；
C、若仅向下移动滑片P2，滑动变阻器R两端的电压不变，通过滑动变阻器R的电流增大，故变压器的输入功率增大，故C错误；
D、若仅向下移动滑片P2，滑动变阻器R两端的电压不变，通过滑动变阻器R的电流增大，故变压器的输入功率增大，故D正确。
故选：BD。
（多选）10．（6分）（2024秋•承德期末）如图甲所示，薄木板静置于水平地面上，木板右端放置一可看成质点的物块。t＝0时，对木板施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下，物块和木板发生相对滑动，t＝2s时，撤去F，物块和木板共速时恰好从木板右端掉落，整个过程中木板的v﹣t图像如图乙所示。已知木板的质量为0.6kg，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．木板的长度为2m
B．木板与地面间的动摩擦因数为0.2
C．物块与木板间的动摩擦因数为0.4
D．拉力大小F＝3.3N
【答案】BD
【分析】0～2s：物块受拉力F和木板的滑动摩擦力，做匀加速直线运动；木板受物块的滑动摩擦力和地面的滑动摩擦力，也做匀加速直线运动，两者发生相对滑动。
2～3s：撤去拉力F，物块仅受木板的滑动摩擦力做匀减速直线运动；木板的受力不变，继续匀加速直线运动，直到3s时两者共速。
3s后：物块与木板共速，此时木板受地面的滑动摩擦力与物块的静摩擦力平衡，两者一起匀速运动。
【解答】解：A．如下图所示
图中阴影部分的面积表示木板的长度，木板的长度
故A错误；
B．由v﹣t图像可知，木板在2.5s∼3.0s内的加速度大小
木板与地面间的动摩擦因数μ10.2，故B正确；
C．由v﹣t图像可知，物块在0～2.5s内的加速度大小
物块与木板间的动摩擦因数μ20.04，故C错误；
D．木板在0～2.0s内的加速度大小
在2.0s～2.5s内的加速度大小
根据牛顿运动定律有μ2m2g+μ1（m1+m2）g＝m1a4，
m2kg＝0.5kg
F﹣μ1（m1+m2）g＝m1a3+m2a2
F＝m1a3+m2a2+μ1（m1+m2）g＝0.6×1.5N+0.5×0.4N+0.2×（0.6+0.5）×10N＝3.3N，故D正确。
故选：BD。
三、非选择题：共54分。
11．（6分）（2024秋•承德期末）某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验的装置如图甲所示。
（1）本实验中打点计时器的电源配置应选用 B 。
A.6V～8V交流电
B.220V交流电
（2）用天平测得小车的质量M＝0.45kg，钩码的质量m＝0.05kg，保持木板水平，先接通电源，再释放小车，打点计时器打出的纸带如图乙所示，相邻两个计数点间的距离已在图乙中标出，每两个相邻计数点间还有四个计时点未画出。已知交流电源的频率为50Hz，当地重力加速度大小g＝9.8m/s2，则小车的加速度大小a＝ 0.68 m/s2，小车运动过程中受到的阻力大小f＝ 0.15 N。（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）B；（2）0.68，0.15。
【分析】（1）根据电火花计时器的工作电压判断；
（2）根据逐差法计算小车的加速度；根据牛顿第二定律计算。
【解答】解：（1）电火花计时器所接电源应为220V交流电。故B正确，A错误。
故选：B。
（2）根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
逐差法可得加速度
根据牛顿运动定律有mg﹣f＝（M+m）a
解得f＝0.15N
故答案为：（1）B；（2）0.68，0.15。
12．（10分）（2024秋•承德期末）为了测量铅蓄电池的电动势E和内阻r，某同学用如下实验器材设计了如图甲所示的电路。
A.待测铅蓄电池E；
B.电压表V（内阻很大）；
C.电阻箱R；
D.开关一个，导线若干。
（1）根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中的实物连线。
（2）闭合开关S，当电阻箱的阻值为R时，记录电压表V的示数U。
（3）改变电阻箱的阻值R，重复（2）中步骤，得到多组R、U数据。
（4）以为纵坐标、为横坐标作出图像，描点得到一条斜率为k、纵截距为b的直线，则该铅蓄电池的电动势E＝ ，内阻r＝ 。
（5）该实验测得的电动势 小于 真实值，测得的内阻 小于 真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】（1）
（4），；（5）小于，小于。
【分析】（1）根据电路图连接实物图；
（4）根据闭合电路的欧姆定律推导图像对应的函数表达式，结合图像计算；
（5）考虑电压表的内阻，根据闭合电路的欧姆定律推导图像对应的函数表达式，结合图像计算判断。
【解答】解：（1）根据电路图，连接实物图如下
（4）根据闭合电路的欧姆定律可得，
整理可得
结合图像，则有，
解得，
（5）电压表的分流会对实验产生影响，设电压表的内阻为RV，则有
整理得
结合图像可得，
解得，
所以该实验测得的电动势小于真实值，测得的内阻小于真实值。
故答案为：（1）
（4），；（5）小于，小于。
13．（8分）（2024秋•承德期末）在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段理想气体。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体柱的长度分别为l1＝15.0cm、l2＝10.0cm，如图甲所示；现将U形管沿纸面缓慢旋转180°，使U形管两端竖直朝下，此时左、右两边气体柱的长度分别为l2'＝9.0cm、l1'＝16.0cm，如图乙所示。已知旋转过程中封闭气体的温度不变，求图乙中右边玻璃管中封闭气体的压强p1。
【答案】图乙中右边玻璃管中封闭气体的压强p1为67.8cmHg。
【分析】首先，设U形管横截面积为S，初始时左右气体压强分别为初、初，结合水银柱平衡得到初始压强关系；然后，根据玻意耳定律（温度不变），分别对左右两侧气体列“压强×体积”的守恒方程；最后，结合旋转后水银柱的长度变化对应的压强差，联立方程求解图乙中右边气体的压强。
【解答】解：设题图甲中左，右两边封闭气体的压强分别为p1、p2，题图乙中左边玻璃管中封闭气体的压强为p2′，根据玻意耳定律p1l1＝p1′l1′，p2l2＝p2′l2′
状态参量p1＝p2+ρg（l1﹣l2），p2′＝p1′+ρg（l1′﹣l2′）
解得p1′＝67.8cmHg
答：图乙中右边玻璃管中封闭气体的压强p1为67.8cmHg。
14．（14分）（2024秋•承德期末）如图所示，水平地面上有两辆质量均为m的手推车，人在极短时间内给第一辆手推车一水平冲量使其向右运动，当手推车运动了距离L时与第二辆手推车相碰，两辆手推车以共同速度继续运动了距离L时停止。已知手推车在运动时受到的阻力恒为车重的k倍，两辆手推车仅在碰撞时发生相互作用，且碰撞时间极短，重力加速度大小为g，求：
（1）两辆手推车碰撞时损失的能量E；
（2）人对第一辆手推车的冲量大小I。
【答案】（1）两辆手推车碰撞时损失的能量大小为2kmgL。
（2）人对第一辆手推车的冲量大小为。
【分析】（1）第一辆手推车在碰撞前经历匀减速运动，通过阻力与距离可求出碰撞前速度。碰撞过程时间极短，两车系统动量守恒，由此得到共同速度。碰撞损失的能量等于碰撞前后系统总动能之差，利用已求速度结合动能表达式即可得出。
（2）人对第一辆车的冲量使其获得初速度，该车在碰撞前经历一段匀减速运动。冲量大小等于其动量变化，即质量与获得初速度的乘积。该初速度可通过碰撞前速度结合匀减速运动规律反推得到，运动学关系将加速度、位移与初末速度联系起来。
【解答】解：（1）设碰撞后两辆手推车的共同速度为v，碰撞前第一辆车的速度为v1，手推车在阻力作用下的加速度大小为a。
根据牛顿第二定律有kmg＝ma。根据运动学公式v2＝2aL。根据能量守恒定律，系统损失的机械能。
根据动量守恒定律有mv1＝2mv。联立以上各式，解得：E＝2kmgL。
（2）根据运动学公式有，代入已知关系，解得：。
答：（1）两辆手推车碰撞时损失的能量大小为2kmgL。
（2）人对第一辆手推车的冲量大小为。
15．（16分）（2024秋•承德期末）电磁炮的工作原理可简化为如图所示的电路：间距为L的固定水平平行金属导轨PQ、P'Q'间存在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，轨道左端接一电动势为E、内阻为r的直流电源，将一质量为m的金属棒从导轨上距导轨右端d处由静止释放，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒离开导轨前已达到最大速度。
电路中除电源内阻r以外的电阻均不计，忽略所有摩擦。求：
（1）金属棒的最大速度vm。
（2）电源产生的焦耳热Q热。
（3）金属棒在导轨上运动的时间t。
【答案】（1）金属棒的最大速度vm为。
（2）电源产生的焦耳热Q热为。
（3）金属棒在导轨上运动的时间t为。
【分析】（1）金属棒从静止开始加速，当感应电动势与电源电动势相等时，电路中电流为零，金属棒所受安培力为零，加速度为零，速度达到最大。此时电磁感应规律决定了最大速度与电源电动势、磁感应强度和导轨间距的关系，可直接求得最大速度。
（2）金属棒加速过程中，电源消耗的总电能一部分转化为金属棒的动能，另一部分在电源内阻上以焦耳热形式耗散。整个过程中通过电源的电荷量对时间的积累与安培力冲量相关联，结合动量定理与能量守恒定律，可建立电荷量、动能与总焦耳热的关系，从而求得电源产生的焦耳热。
（3）金属棒在导轨上做加速度减小的加速运动，运动时间需结合其运动过程分析。利用金属棒运动过程中的瞬时电流表达式，结合动量定理，对安培力冲量进行时间累积，并利用金属棒在导轨上的位移关系，可建立关于运动时间的方程，进而求解时间。
【解答】解：（1）当金属棒速度最大时，电路中电流为零，故有E＝BLvm，解得：。
（2）设全过程通过电源的电荷量为q，某时刻通过金属棒的电流为i，水平向右为正方向，依据动量定理可得，同时，根据能量守恒定律有，联立解得：。
（3）设金属棒某时刻速度为v，对应电流为i，随着速度增大，电流减小，金属棒做加速度减小的加速运动，由欧姆定律得，水平向右为正方向，再根据动量定理，联立可得，其中，联立解得：。
答：（1）金属棒的最大速度vm为。
（2）电源产生的焦耳热Q热为。
（3）金属棒在导轨上运动的时间t为。
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3
4
5
6
7
答案
B
B
A
D
D
D
C
题号
8
9
10
答案
CD
BD
BD